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GBT51021-2014 轻金属冶炼工程术语标准

武中：公V一阳极效应分摊电压（V）： K一阳极效应系数； V一一阳极效应发生时的槽平均电压（V）； V。一一槽工作电压（V）； t一阳极效应延续时间（min）。 6.3.33槽工作电压是极化电压、阳极电压降、阴极电压降、电解 质电压降、阴极、阳极导电母线及连接点电压降之和。 6.3.35阳极电压降是阳极导电杆本身、导杆至阳极钢爪间、钢爪 至炭块间及炭块本身电压之和。 6.3.36阴极电压降是铝液至阴极炭块、炭块本身、炭块至阴极钢 棒及钢棒本身的电压降之和，也称炉底压降。 6.3.41电解槽控制是指电解生产的各种技术参数，如电流强度 槽电压、槽电阻、氧化铝浓度、温度等，以及它们随时间变化的关系 是生产过程重要的技术指标，也是实现自动控制的基本信息。据 此对生产实施自动控制。现代铝电解生产自动化控制的内容，包 括生产过程控制自动化、打壳加料自动化、信息及数据统计自动 化等。

6.4.1重熔用铝锭也称普通铝锭，我国按单块重分为15kg锭、 20kg锭、22.7kg锭、25kg锭等多种。此外，国内还有一种大型重 熔用铝锭，单块重500kg~1000kg。 6.4.5从电解槽取出的原铝，通常含有某些杂质，如某些金属杂 质和非金属杂质。杂质对原铝的物理一化学性质有较天影响，因 此在铸成铝锭前，需进行净化处理以除掉一部分杂质。铝液净化 有两种方法：熔剂净化法和气体净化法。 6.4.6，熔剂净化法主要是清除铝中的非金属夹杂物，所用的熔剂 是由钾、钢、铝的氟盐和氯盐组成的，可直接撤撒在铝液表面上或加 在铝液内，熔化后吸附其非金属杂质，浮在金属表面与铝液分离， 在金属表面的熔剂还起到防正液态金属氧化的覆盖剂作用。 6.4.7气体净化法可除去原铝中部分非金属类杂质，氢、氧和比 铝更负电性的金属杂质，该法分为氯气净化法和氮气净化法两种： （1）氯气净化法是把氯气通入铝液内，此时生成细小的氯化铝 （AICI）气泡，混合在铝液中，溶解在铝液中的氢以及一些机械夹 杂物吸附在氯化铝（AICI）气泡上，随着氯化铝（AICI）气泡上升 到铅液表面而排出。除此之外，氯气还能使某些比铝更负电性的 金属元素氯化，如钙、钠、镁等生成相应的氯化物，借以分离·此方 法的缺点是容易造成环境污染，因此许多工广已改用氮氯混合气 体代替氯气。 （2）氮气净化法，也称为无烟连续净化法，此法是把铝液连续 送入净化装置，通过其中的过滤介质并受氮气冲洗，使铅液中的非 金属夹杂物以及溶解的氧得以清除，然后连续排出，此法的特点是 对环境无污染，铝损失少。

6.4.1重熔用铝锭也称普通铝锭，我国按单块重分为15kg锭

5.4.5从电解槽取出的原铝，通常含有某些杂质，如某些金属杂 质和非金属杂质。杂质对原铝的物理一化学性质有较天影响，因 此在铸成铝锭前GB／T 50046-2018 工业建筑防腐蚀设计标准(完整正版、清晰无水印)，需进行净化处理以除掉一部分杂质：铝液净化 有两种方法：熔剂净化法和气体净化法

是由钾、钠、铝的氟盐和氯盐组成的，可直接撒在铝液表面上或加 在铝液内，熔化后吸附其非金属杂质，浮在金属表面与铝液分离 在金属表面的熔剂还起到防止液态金属氧化的覆盖剂作用

（1）氯气净化法是把氯气通入铝液内，此时生成细小的氣化铝 （AICI）气泡，混合在铝液中，溶解在铝液中的氢以及一些机械夹 杂物吸附在氯化铝（AICI）气泡上，随着氯化铅（AICI）气泡上升 到铝液表面而排出。除此之外，氯气还能使某些比铝更负电性的 金属元素氯化，如钙、钠、镁等生成应的氯化物，借以分离·此方 法的缺点是容易造成环境污染，因此许多工厂已改用氮氟混合气 体代替氯气。 （2）氮气净化法，也称为无烟连续净化法，此法是把铝液连续 送入净化装置，通过其中的过滤介质并受氮气冲洗，使铅液中的非 金属夹杂物以及溶解的氧得以清除，然后连续排出，此法的特点是 对环境无污染，铝损失少。

俞送至厂内的仓库，再由仓库转运至生产需要的贮槽、料箱内。铝 的氧化铝贮运系统通常包括氧化铝贮槽、气垫皮带输送系统、浓 相输送系统、稀相输送系统、超浓相输送系统、氧化铝仓库等。

5.6.1在铝电解生产过程中，电解槽散发出烟气，烟气中含有的 氟化物和粉尘是电解铝厂的主要污染物。干法净化工艺流程包括 电解槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风等

6.7.1预焙阳极铝电解槽的阳极是经过高温焙烧过的炭块。炭 块成型时上部留有安插阳极钢爪（钢导电件）的凹孔（碳碗），为了 使阳极钢爪与阳极炭块连接牢固，其间浇铸磷生铁。阳极钢爪的 部还写铝导杆连接。阳极钢爪和铝导杆是导电部件，文是吊 持阳极的承重件。当阳极炭块组在电解车间至一定厚度时，返回 阳极组装车间，清理阳极组表面的电解质，将炭紧、生铁材料从铝 导杆钢爪组分离井进行清理，重新与炭素送来的阳极炭块进行 组装。上述作业统称阳极组装。预焙阳极电解槽的阳极组，在生 产过程中逐渐消耗。由于不能接续补充，因此消耗到不能再使用 时须用新阳极组更换，更换下来的称残极组。为了回收其有用物 质及部件，分别进行电解质清理、炭块压脱、磷铁压脱、铅导杆校直 等处理作业。上述作业统称为残极处理

7.1.8：皮江法炼镁是加拿大多伦多天学教授皮江（L·M·Pid

7.2焕烧、消化与制球

7.2.2熳白的含义为白云石熳烧后的产物，在镁行业已广泛应 用，近年来出版的镁专业书刊中频繁使用这一词语。由于没有定 为术语“焕白”和“焕烧白云石”同时使用。“熳烧白云石”是一个 夏合词，与百云石搬烧过程易混淆，且不简练。英文对应词为 dolime，不是复合词，是单独的名词。故本标准采用“燈白”这

7.2.3焕白热强度以熳白中粉料含量多少表示。热强度高， 粉料量少，热强度低，粉料量多

7.2.8活性是衡量缎白或氧化镁质量的重要参数。缎白或氧化 美活性越高，越有利手还原或氯化反应的加速进行，其活性高低 一般以活性度衡量。有多种测量活性的方法及其相应参数，其中 简便常用的是水化活性度。

7.2.8活性是衡量熳白或氧化镁质量的重要参数。熳白或氧化

.2.13湿球团的定义是泛指性的·但在镁治炼中特指由饱和卤

7.2.13湿球团的定义是泛指性的，但在镁治炼中特指

7.3.1金属氧化物、金属硫化物和复杂化合物与氯气反应生成录 化物的过程均为氯化。基于镁治炼采用氧化镁氯化，本标准仅以 氧化物氮化进行定义。

氯化法。以金属氧化物氯化生产金属氯化物的工业生产中，大多 数采用加炭氯化。加炭自的是降低反应区氧分压，促使反应连续 进行

7.3.3球团氯化工艺流程：白云石烟

量石油焦粉，以卤水作粘结剂制成球团，干燥后加大氯化炉与氯气 反应制取氯化镁熔体。挪威诺斯克·希德罗公司普斯格隆镁厂 PorsgrunnNorskHydro）自1951年生产金属镁起就采用球团氯 化制取氧化镁

化，生产出氯化镁的过程。

7.3.14炭素格子的作用是支撑料层并充当电阻体，通电后发热

使其上面料层达到反应温度和维持购存于炉底的氮化镁熔体温

度，问时有利子氯气分布均习。 7.3.16氯化炉内炭素格子，紧贴炉底儿层为人工摆放，其余的从 炉顶投入。这样必将碰碎一些炭素格子，故需用氯化物熔体将细 碎的炭素格子冲洗出去，以保证氮化镁的质量。洗炉用的氯化物 一般为废电解质。

7.4.2电解法炼镁按电解原料分为氯化镁电解和光卤石电

7.4.2电解法炼镁按电解原料分为氯化镁电解和光卤石电解。 光卤石电解是前苏联研制成功的炼镁技术。第一家光卤石电解镁 厂第聂伯镁厂一建于1935年12月，现在厂名为扎波罗 镁钛联合企业。前苏联镁厂都采用光卤石电解炼镁。 7.4.3镁电解槽是电解法炼镁的主要设备。镁电解槽为矩形，钢 外壳内衬耐火砖，多个阴阳板垂直地置于槽内。阴极为钢质，阳极 为石墨质。世界上电解镁厂应用的电解槽有三种形式：有隔板电 解槽、无隔板电解槽和道屋（DOW）型电解。部分钛冶炼厂采用 双极性电解槽（多极电解槽）电解钛生产返回的氣化镁制取金 属镁。

外壳内衬耐火砖，多个阴阳板垂直地置于槽内。阴极为钢质，阳极 为石墨质。世界上电解镁厂应用的电解槽有三种形式：有隔板电 解槽、无隔板电解槽和道屋（DoW）型电解槽。部分钛冶炼厂采用 仅极性电解槽（多极电解槽）电解钛生产返回的氣化镁制取金 属镁，

7.4.4有隔板电解槽的维形是德国T·G·Farberindustrie提出

无隔板电解槽是20世纪60年代至20世纪.70年代由美国和 前苏联等国分别研制成功的。无隔板电解槽有两种类型：一种是 电解质循环流动将镁带人集镁室，另一种是借阴极顶部的导镁 曹将镁导入集镁室，也称阿尔青型无隔板电解槽。现在世界上大 多数电解镁厂采用了无隔板电解槽

7.4.5双极性电解槽的研究始于20世纪80年代。日本昭

公司和美国国际钛公司采用日本石壕研究所技术建了试验槽，电 解钛生产返回的氯化镁。现在，日本昭和钛公司采用双极性电解 槽电解钛生产返回的氣化镁制取金属镁。

公司和美国国际钛公司采用日本石缘研究所技术建了试验机

解槽，遂以其公司命名。道屋型电解槽是上插阴阳极的钢制槽，无 耐火材料内衬。钢槽放置在耐火砖砌的炉子上，炉子烧天然气从 外部加热钢槽。同时钢槽内电极通直流电进行电解。 7.4.12升华物不仅电解有，氮化也有。菱镁矿或氧化镁球团氯 化生产氯化镁的氣化炉尾气含有的升华物成分，不同于电解槽中 氯气带出的升华物

7.5.1镁的精炼方法有多种。精炼电解粗镁或硅热法还原出的 镁达到重熔镁锭标准的常用方法是熔剂精炼和沉降精炼。其他精 炼方法是制取高纯镁采用的，故本标准中只列了熔剂精炼和沉降 精炼两条术语。

7.5.7连续精炼炉是前苏联于20世纪70年代研制成功并斤

于工业生产的，随后各国镁厂先后采用了连续精炼炉。连续精炼 炉有室式和钟罩式两种炉型

于工业生产的，随后各国镁广先后采用了连续精炼炉。

7.6.1表面处理的目的是防腐或改变外观、增加装饰性。进行表 面处理的有中间产品和最终产品。本标准中表面处理仅指镁锭， 目的是防止镁锭在运输和贮存中腐蚀，不包括纯镁和镁合金制件 的表面处理。

7.6.2铬酸盐钝化法属化学钝化，操作简单。经过铬酸盐银

7.6.2铬酸盐钝化法属化学钝化，操作简单。经过铬酸盐钝化法 处理的镁锭，可以存放较长时间

7.8卤水净化蒸发与造粒

7.8.3浸没燃烧蒸发器一般用于较稀溶液的蒸发。如把该

8，3浸没燃烧蒸发器一般用手较稀溶液的蒸发。如把该蒸发 器用于将浓度22%的卤水蒸发成为浓度28%的卤水，热效率 达80%。

7.9.2，天然光卤石含有较多的氯化钠，不符合电解要求。除去过 量的氯化钠，制取符合电解要求的光卤石的过程称为人造光卤石 过程，其产品也称人造光卤石。 7.9.3以光卤石电解的废电解质，氯化钟和卤水为原料制取符合 电解要求的光卤石的过程，称为合成光卤石过程，其产品称为合成 光卤石。人造光卤石是以天然光卤石为原料制取符合炼镁要求的 光卤石过程。除原料不同外，两者的工艺过程基本相同，故将合成 光卤石列在光卤石制备工序中

7.10.7氯化镁水合物颗粒料一次脱水干燥设备，干燥器内有两 个塔板（流化床），氯化镁水合物颗粒料经过第一层塔板后每摩尔 氯化镁（MgCl）的结晶水含量降至3摩尔水分子以内：经过第 层塔板后每摩尔氯化镁（MgCl）的结晶水含量降至2摩尔水分子 以内。空气流化床干燥器是氯化镁水合物颗粒料脱水的主要设 备，故选列本条术语。

7.10.8氯化氢流化床干燥器是氯化镁水合物颗粒料二次脱水干 燥设备，其运行原理与空气流化床干燥器的一一样，不同的就是使用 氯化氢（HCI）气体而不是空气作为加热和干燥介质。氯化氢流化 速干燥器有多层流化板，它们之间通过一个下导管系统连接。物 流从相反方向进人，依次流经每层板，直到抵达底部板上的出口管 为正。出口处的颗粒料含水量满足电解要求。 7.10.10固定式连续脱水炉是光卤石三次脱水的一种炉型，20 世纪80年代已被氯化器取代。但在书刊资料中仍有介绍，故选列

厂本条术语。书刊资料中俗称为CKH炉。 该炉一般情况下与澄清炉同时使用。从该炉流出的光卤石熔 体进人澄清炉，继续升温，彻底脱除结晶水，同时澄清，完成整个二 次脱水过程。在表示这一脱水过程指标时，简称CKH炉指标。

7.11.1皮江法炼镁的还原反应是固态物质间的反应。炉料各组 分的接触面积和紧密程度对还原反应速度影响很大。因此将焕白 与还原剂磨成粉，压成团块加入还原罐内，压球是皮江法炼镁的重 要工序。

7.11.3皮江法炼镁的球团是不加粘合剂的干粉料压成的，制球 压力要求较高。制球压力直接影响球团性质，进而影响还原反应 速度。制球压力是压球机的重要参数。

7.12.1皮江法镁厂的还原炉基本形式相同，但大小不等，燃料分 为重油、天然气、平焦煤气和焦炉煤气，皮江法炼镁每台还原炉多 为31罐~54罐。

7.12.8结晶镁的英文对应词有crown和crystalmagnesium

两条对应词在科技资料中都应用，常用的为crown。故本材

7.12.16蓄热式还原炉有两种蓄热形式分为

其排烟温度低，节能环保

其排烟温度低，节能环保。

8.1.1镁还原法是用金属镁还原四氯化铁制取海绵钛的方法

该法是德国科学家克劳尔（Kroll）博士于1937年研制成功的。 1942年美国矿务局进行试验生产。1947年杜邦公司用这种方法 生产了2t海绵钛，从此开始了铁的工业时代。这种方法仍是当今 海绵钛工业生产的主要方法之一。 美国称镁还原法，独联体国家称镁热法，我国大部分人称镁还 原法，少数人称镁热法，还有的称镁热还原法或称克劳尔法。从本 条术语的内涵来看，镁还原四氯化钛必须是在镁的熔化温度以上 进行。不论是镁还原法、镁热法、镁热还原法，它们的含义是一致 的，为便于国际交流，本条术语定为镁还原法。 8.1.2钠还原法是用金属钠还原四氯化钛制取海绵钛的方法。 该法是美国科学家享特（Hunter）研制成功的。到自前为正，金属 钠还原又分成两种方法，一是将四氯化钛用钠一次还原成钛，叫 段钠还原法，二是将四氯化钛用钠先还原成低价钛氯化物，然后再 用钠还原到金属钛，叫两段钠还原法。 8.1.3四氯化钛的熔盐电解过程是通过正四价钛到正二价钛反 应反复进行，导致四氯化钛在电解质中的不断溶解和低价钛离子 再被还原为金属钛的过程。

8.1.2钠还原法是用金属钠还原四氯化钛制取海绵钛的方

法是美国科学家亨特（Hunter）研制成功的。到目前为止，金属 内还原又分成两种方法，一是将四氯化钛用钠一次还原成钛，叫一 设钠还原法：二是将四氯化钛用钠先还原成低价钛氮化物，然后再 用钠还原到金属钛，叫两段钠还原法

8.1.3四氯化钛的熔盐电解过程是通过正四价钛到正二价

熔盐电解四氯化铁制取金属钛，世界上美国和独联体国 许多国家都曾进行过研究，有的已完成了半工业性的试验，目 没有工业化生产的报道

8.1.9人造金红石又称合成金红石。富集二氧化钛物料的方法

很多，但目前已用于大规模工业生产的只有三种：一是盐酸

8.1.10高钛渣是用钛精矿在电炉内还原熔炼，矿中铁的氧化物

8.1.10高钛渣是用钛精矿在电炉内还原熔炼，矿中铁的氧化物

电炉生产钛渣，由于所采用的原料不同，生产的钛渣质量和用 途也不同。如果钛渣中含二氧化钛（TiO2）达78%以上，可作为熔 盐氯化炉的氯化原料。含二氧化钛（TiO2）在88%以上可作为流 态化氯氮化炉的氣化原料。

8.2.1由钛铁矿经过选矿处理选别出来的钛铁矿精矿，简称钛精 矿。到目前为止、独联体国家称铁矿精矿、钛铁精矿、钛精矿。西 方各国及日本叫钛铁矿钛铁矿精矿、钛精矿。

8.2.2钛精矿中铁的氧化物都是以氧化亚

（FeO，）存在，只是含量的多少不同。理论碳量是按氧化亚镜 FeO）和氧化铁（FeO）被100%还原为金属铁进行计算的。月 石油焦作为还原剂，煤沥青作粘结剂时，挥发分中的含碳量不作计 算仪以含固定碳来计算理论炭量

8.2.3过碳系数是考虑到钛渣熔炼钛精矿中二氧化硅（SIO2）、

化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、氧化铝（AlzO等杂质少量还原所 碳量以及工艺过程中碳的机碱损失。过碳系数由实践确定。钛酒 熔炼的过碳系数一般为1.15～1.5，熔炼低品位的钛渣、碳损失小 的工艺过程、来用碳质炉衬和自焙电极熔炼时取下限，熔炼高品有 的钛渣、碳损失大的工艺过程、采用耐火砖炉衬和预焙石墨电极灯

剂制成团块，在矿热炉内进行还原熔炼生产钛渣的方法。团块熔 炼可提高固相还原率。团块中物料间接触紧密，并且有一定的强 度和空隙度。在相同温度下，团块中氧化亚铁（FeO）还原率比粉 料熔炼高。实践证明，团块熔炼时，大药80%铁的氧化物是在固 态的阶段被还原为金属铁的。团块熔炼只要控制好配炭比，高温 下二氧化钛（TiO2）可不被过还原。团块熔炼渣的熔化温度，黏 度、导电性和飞扬损失比粉料熔炼的低。因此，团块熔炼周期短 电耗低，所得二氧化钛（TiO，）量也较高

炼可提高固相还原率。团块中物料间接触紧密，并且有一定的强 度和空隙度。在相同温度下，团块中氧化亚铁（FeO还原率比粉 料熔炼高。实践证明，团块熔炼时，大药80%铁的氧化物是在固 态的阶段被还原为金属铁的。团块熔炼只要控制好配炭比，高温 下二氧化钛（TiO2）可不被过还原。团块熔炼渣的熔化温度，黏 度、导电性和飞扬损失比粉料熔炼的低。因此，团块熔炼周期短、 电耗低，所得二氧化钛（1i）量也较高。 8.2.9粉料熔炼是在矿热炉内还原熔炼生产钛渣的方法。粉料 熔炼不需要制团，简化了生产流程，在熔炼粉状炉料时，大部分氧 化铁在炉料熔化后进行还原，还原反应靠氧化物的熔体与浮在熔 体表面上或者流于熔体中的固体还原剂相互作用来进行。 8.2.13翻渣是钛渣还原熔炼过程中，底部料已化空，炉内的料层 欠缺牢固的焦结能力，塌落到高温熔区，产生剧烈的反应，生成一 氧化碳（CO）气体在熔钵中鼓泡形成炉渣沸腾或飞溅，干扰甚至破 坏炉子的正常作业。 8.2.14炉前渣是从炉内放出经渣铁分离后未经破碎、磁选、细碎 的钛渣。可及时取样分析，掌握二氧化（TiO）及氧化亚铁 FeO含量，以便起到及时指导控制生产的作用。但炉前渣的质 量不能作为最终钛渣产品质量的依据。 8.2.19钛渣矿热炉也称电弧炉、矿热式电弧炉、钛渣炉、电炉，多 数叫电弧炉实际上电弧炉也是矿热炉均是电流由电极导入炉

8.2.9粉料熔炼是在矿热炉内还原熔炼生产钛渣的方法。

熔炼不需要制团，简化了生产流程，在熔炼粉状炉料时，大部分氧 化铁在炉料熔化后进行还原，还原反应靠氧化物的熔体与浮在熔 体表面上或者沉于熔体中的固体还原剂相互作用来进行。

8.2.13翻渣是钛渣还原熔炼过程中，底部料已化空，炉内的料层

欠缺牢固的焦结能力，落到高温熔区，产生剧烈的反应，生成 氧化碳（CO）气体在熔钵中鼓泡形成炉渣沸腾或飞溅，干扰甚至破 坏炉子的正常作业

8.2.14炉前渣是从炉内放出经渣铁分离后未经破碎、磁选、细碎

8.2.14炉前渣是从炉内放出经渣铁分离后未经破碎、磁选、细碎 的钛渣。可及时取样分析，掌握二氧化钛（TiO）及氧化亚铁 （FeO）含量，以便起到及时指导控制生产的作用。但炉前渣的质 量不能作为最终钛渣产品质量的依据

8.2.19钛渣矿热炉也称电弧炉、矿热式电弧炉、钛渣炉、电炉，多

数叫电弧炉。实际上电弧炉也是矿热炉，均是电流由电极导人炉 内，在电极端部发生电弧，加热和熔化炉料。因此为便于交流，故 选人本条术语。

8.3.1选择氯化法是利用钛精矿中各种成分在氯化过

8.3.1选择氯化法是利用钛精矿中各种成分在氯氮化过程中热力

性质上的差异，选择性地将其中的氧化亚铁（FeO）等杂质氯化， 而二氧化钛不被氯化，以达到分离杂质，富集二氧化钛得到人造金 红石的方法。

8.3.4锈蚀法制取人造金红石自前有两种工艺流

精矿进行预氧化使矿中的二价铁氧化成三价铁，加碳在高温下使 商化铁（FeO）还原成金属铁：另一种是直接以钛精矿加碳一步 将矿中的氧化铁（FeO）和氧化亚铁（FeO）还原成金属铁。然后 将还原后的钛精矿置于通人空气的酸化水溶液中，使金属铁锈蚀 漂洗出来，二氧化钛富集成人造金红石

8.4.2、自前，用于氯化生产粗四氯化钛的富钛料有：天然金红石、 人造金红石、高钛渣。这些含钛物料中，钛多以二氧化钛（TiO） 状态存在：而在铁渣中钛还以各种低价氧化物以及碳化（TIC）、 氮化钛（TN）的形态存在：此外，各种富钛料中还不同程度地含 有多种杂质氧化物，如氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O）、氧化钙 （CaO）、氧化镁（MgO）、氧化锰（MnO）、氧化铝（AlO）、二氧化硅 (SiO）等。 富钛料的氯化，工业生产的有固定层氮化、熔盐氯化和流化床 氯化等方法。不论采用娜种方法氯化，均是将加还原剂的富钛料 与通人氯气在高温下进行氯化反应生产的氯化产物，经收尘、淋洗 冷凝、流降过滤得到粗四氯化钛（TiC）。 8.4.3：竖式炉氯化是早期用于工业生产四氯化钛（TiCI.）的方 法。竖式氯化炉是一个圆柱体，炉子沿高度分成两区，土区是装入 团块料反应区，下区是加热氯气和积聚熔融氯化物的炭素格子区 下区有两排石墨电极，电极间充填炭素格子作为电阻，以保持所需 的温度，所以也称竖式氯化电炉。 竖式炉氯化用的是焦化团块炉料，故亦称团块氯化或固定层 氯化。竖式炉氯化的特点是控制通过的氯气速度使团块不被扰 动，床层在固体状态下，氯气穿过料间空进行氯化，炉子是周期 性的生产

.4.4流态化炉氯化分为有筛板流态化炉氯化和无筛板流态化

日本称沸腾氯化，美国称流态化床氯化，也有称沸腾床氯化。 我国钛行业称沸腾炉氯化。为便于国际上的交流与合作，统一称 流态化炉氯化。 流态化炉氯化是将粉状的富钛料和石油焦连续加入流态化 化炉，氯气连续从炉底部通入，使固体料层浮动和膨胀，但不致被

流体带出。操作时，料层有些像沸腾液体，因此叫“沸腾层”。可连 续地生产四氯化钛，是当今四氯化钛生产的高效设备。

8.4.5熔盐炉氯化对炉料适应性强。特别适用于富钛料品

钙、镁氧化物含量高的物料生产四氯化铁。正常生产所用的熔盐 可以新配制或者用废盐，也可以用镁电解的废电解质。 8.4.16流态化氯化富钛料生产四氯化铁时，为了建立良好的流 态化状态，首要的问题是选定一个适宜的气体流速。生产实践证 明，气体流速的大小不但关系到流态化状态的好环，而且关系到炉 子产能的大小。因此合理地选择气体流速是十分重要的。由于流 态化氯化过程用的原料粒度有一个范围，用炉料的各种粒径去计 算，又繁项复杂，通常采用料的平均粒径计算。为了使偏离平均粒 径的物料得到正常氯化，经常将计算结果乘以经验系数确定这个 速度。该速度的称法甚多，如沸腾速度、氯气操作速度、氯气线速 度等，本标准选取氯气线速度。 8.4.17氯化炉压差也称炉压差。它反映炉内阻力的大小，是氯 化操作的一个重要参数。通过炉压差天小可以判断和了解到氯化 反应的好环。同时通过炉压差大小调整加料量和通氯氮量。流态化 炉炉渣的排放，除根据排渣间隔时间和操作经验外，一般是根据炉 压差上升到一定的数值时进行排渣。 8.4.22钛渣流态化氯化排出的炉渣，主要含二氧化（110）和 碳。根据碳和二氧化钛（TiO）的比重不同，采用重选方法得到含 二氧化钛（TiO，）90%以上的人造金红石和碳粒。金红石经过干 燥后掺人高铁渣作氯化原料使用，也可以作为人造金红石产品出 售，用作电焊条涂料，碳粒可作为锅炉燃料。 8.4.24粗四氯化铁生产过程中，浓密机的底流或过滤的滤饼称 之为泥浆。这种四氯化铁泥浆比较黏稠，一般含四氯化钛（TiCI） 40%~70%。采用泥浆或熔盐蒸发器蒸发回收四氯化钛（TiCl）， 也可以返回氯化系统回收四氟化钛（TiCI）。回收四氯化钛

钙、镁氧化物含量高的物料生产四氯化铁。正常生产所用的熔盐 可以新配制或者用废盐，也可以用镁电解的废电解质

8.4.16流态化氮化富钛料生产四氯化铁时，为了建立良好的流

态化状态，首要的问题是选定一个适宜的气体流速。生产实践证 明，气体流速的大小不但关系到流态化状态的好环，而且关系到炉 子产能的大小。因此合理地选择气体流速是十分重要的。由于流 态化氯化过程用的原料粒度有一个范围，用炉料的各种粒径去计 算，又繁项复杂，通常采用料的平均粒径计算。为了使偏离平均粒 径的物料得到正常氯化，经常将计算结果乘以经验系数确定这个 速度。该速度的称法甚多，如沸腾速度、氯气操作速度、氯气线速 度等，本标准选取氯氣气线速度。

8.4.17氯化炉压差也称炉压差。它反映炉内阻力的大小，是氣

化操作的一个重要参数。通过炉压差大小可以判断和了解到氯化 反应的好坏。同时通过炉压差大小调整加料量和通氯量。流态化 驴炉渣的排放，除根据排渣间隔时间和操作经验外，一般是根据炉 压差上升到一定的数值时进行排渣

8.4.22钛渣流态化氯化排出的炉渣，主要含二氧化钛（TiO,）和

碳。根据碳和二氧化钛（TiO）的比重不同，采用重选方法得到含 二氧化钛（TiO）90%以上的人造金红石和碳粒。金红石经过干 燥后掺人高铁渣作氯化原料使用，也可以作为人造金红石产品出 售，用作电焊条涂料，碳粒可作为锅炉燃料。

8.4.24粗四氯化铁生产过程中，浓密机的底流或过滤的滤饼利

之为泥浆。这种四氯化铁泥浆比较黏稠，一般含四氯化钛（TiCIl） 40%~70%。采用泥浆或熔盐蒸发器蒸发回收四氯化钛（TiCl） 也可以返回氯化系统回收四氯化钛（TiCI）。回收四氯化钛 （TiCI）后的泥浆干渣，一般用中和的方法处理后弃置

8.5.1粗四氯化钛中含的许多杂质，按其在四氯化钛（1iCL）中 的聚集状态和它们在四氯化钛中的溶解特性，基本上可以分四类 可溶的气体杂质，可溶的液体杂质，可溶的固体杂质和不溶解而悬 浮的固体杂质。 溶于四氯化钛（TiCL）中的杂质，如按与四氯化钛（TiCI）沸 点的差别可分为高沸点杂质（如三氯化铝AICI3、二氯氧钛TiOCI 等）、低沸点杂质（如四氮化硅SiCI等）和沸点相近的杂质（如三氯 氧钒VOCI等）三种。 工业上精制租四氯化钛通常采用化学法和精馅一蒸馏法。精 制过程大致分为除钒，清除固态氯化物及分离四氯化硅（SiCI）等 主要步骤。

浮的固体杂质。 溶于四氯化钛（TiCL）中的杂质，如按与四氯化钛（TiCI）沸 点的差别可分为高沸点杂质（如三氯化铝AICI3、二氯氧钛TiOCI 等）、低沸点杂质（如四氯化硅SiCI等）和沸点相近的杂质（如三氯 氧钒VOCl，等）三种。 工业上精制粗四氯化钛通常采用化学法和精馅一蒸馏法。精 制过程大致分为除钒，清除固态氯化物及分离四氯化硅（SiCI）等 主要步骤。 8.5.7粗四氯化钛（TiCI.）精馅是分离四氯化钛（1iCI）中的四 氯化硅（SiCI）等低沸点杂质。我国采用浮阀塔，日本用泡罩塔或 筛板塔，独联体国家用筛板塔。用蒸留釜加热粗四氯化钛（TiCI） 使其蒸发，四氯化钛（TL）蒸气进人精馅塔内，与加入塔内的四 氯化钛（TiCI）液体充分接触，进行热交换。利用四氯化钛 （TiCI与其所含的四氯化硅（SiCI）等低沸点杂质挥发度的不同， 反复进行部分气化和部分冷凝的作用，使混合液（粗四氯化钛 TiCI）分离为纯组分，以达到除去四氯化硅（SiCI）等杂质，提纯四 氯化钛的自的。

氯化硅（SiCI）等低沸点杂质。我国采用浮阀塔，日本用泡罩塔或 烯板塔，独联体国家用筛板塔。用蒸馏釜加热粗四氯化钛（TiCI） 使其蒸发，四氯化钛（TiCL）蒸气进人精馅塔内，与加入塔内的四 氯化钛（TiCI）液体充分接触，进行热交换。利用四氯化钛 （TiCL）与其所含的四氮化硅（SiCL）等低沸点杂质挥发度的不同， 反复进行部分气化和部分冷凝的作用，使混合液（粗四氯化钛 TiCl）分离为纯组分，以达到除去四氯化硅（SiCI）等杂质，提纯四 氯化钛的的

8.5.9铜作还原剂，使三氯氧钒还原成不溶于四氣化钛的二氯氧 钒与四氯化钛分离。铜可以用铜丝、铜粉、铜屑、铜网、铜粒等。铜 除钒法不仅能除钒，还可以除掉四氯化钛中的氮，同时起到脱色的 作用

8.5.9铜作还原剂，使三氯氧钒还原成不溶于四氯化钛的二氯氧

铜法除钒效果好，流程简单，操作方便，但铜价格较费使生产 成本增加，如果用铜丝除钒，生产一定时间铜丝表面钝化后需要清 洗，含铜离子的废水将产生二次污染

8.5.10，硫化氢除钒，以硫化氢为还原剂，将四氯化钛（TiCl）中 的三氯氧钒（VOCI3）变成不溶于四氯化钛（TiCI）中的二氯氧 VOCl2生成的沉淀物经过滤分离掉钒杂质。硫化氢是一个综合 的净化剂，在除钒的同时，也可以除去溶于四氯化钛（TiC）中的 氯、光气和四氯化碳等杂质。 硫化氢除钒效果很好，价格便宜，但硫化氢是一种有毒的气 体，对保护环境和改善劳动条件是不利的，工艺流程也比较复杂。 8.5.12有机物除钒是将一定量的有机物加入租四氯化钛 TiCI）中，在搅拌条件下进行加热：使溶于粗四氟化钛（TiCl中 的三氯氧钒（VOCI）液体杂质转化为一种不溶于四氯化钛 TiCI）的固体残渣，称之为钒渣。用蒸馅方法使四氯化钛 TiCI蒸发与残渣分开达到精制四氯化钛（TiCI的自的。 有机物来源丰富、价格低廉、除钒效果好、能连续生产，是当今 除钒较先进的方法。唯一的不足是生成的钒渣量过多，易在器壁 上黏结，可能堵塞管道带来设备清理上的困难。

8.5.10，硫化氢除钒，以硫化氢为还原剂，将四氯化钛（TiCL）中 的三氯氧钒（VOCI）变成不溶于四氯化钛（TiCI）中的二氯氧钒 （VOCl）生成的沉淀物经过滤分离掉钒杂质。硫化氢是一个综合 的净化剂，在除钒的同时，也可以除去溶于四氯化钛（TC）中的 氯、光气和四氯化碳等杂质。 硫化氢除钒效果很好，价格便宜，但硫化氢是一种有毒的气 体，对保护环境和改善劳动条件是不利的，工艺流程也比较复杂。 85附12有机物除钢是将一定量的有机物加人粗四氮化钛

8.5.13铝粉除钒的反应式如下：

3TiCl+A1（粉末）→3TiCl+AICl

从反应式可看出，实际上起除钒作用的是三氯化钛。这种除 方法可降低生产成本，提高钛的回收率

8.6.1自前，国内外工业生产海绵钛的方法均是金属热还原法。 一种是镁还原法，一种是钢还原法，都是以四氯化钛为原料，以金 属镁或钠作还原剂生产海绵钛。因为钛的氯化物易于提纯，可以 保证金属钛的质量

8.6.2一段钠还原法是将钠一次加人还原四氯化铁制得钛的

法。其特点是：还原过程进行较快，保温和占炉时间比两段钠还

法短，可提高生产效率，降低电能消耗，还原反应完全，不受料层厚 度的限制，产品质量均匀，易手取出，操作简单，但反应放热量大， 过程较难控制，产品中含氟较高。

8.6.3两段钠还原法是将钠还原四氯化铁的过程分为两阶段进

行。第一阶段是使四氯化钛（TICI）和相应量的钠作用生成钛的 低价氯化物二氯化钛（TiCIz），第二阶段是再加人剩余的钠在熔体 中继续还原二氯化钛（TiCI2）制得钛。两段钠还原的特点是反应 热分两步放出，反应易于控制，同时减轻了由反应器向外排出热量 的负担，第二阶段还原在熔盐中进行，为钛的结晶生长创造了有利 条件，所以产品质量比一段法高。但该法生产周期一般较长，生产 效率较低。

8.6.6在还原器内，用镁还原四氯化钛之后的还原产物通

蒸馅，使镁和氯化镁蒸发，并在冷凝器中冷凝，得到纯净的海绵钛 目前工业上广泛采用该法生产质量比较好的海绵钛。

除掉镁和氯化镁。然后进行水洗、真空干燥。该法消耗电能少，诊 备结构简单，易于实现连续化。但是镁和氟化镁难于回收，钛产品 易被氧污染，使海绵钛质量降低

8.6.8镁还原氨气循环蒸馏法的特点是用卧式还原器

积天，散热快，还原速度天。氮气循环蒸馅时，热量通过氮气传递， 而不是通过器壁向海绵钛内部传递，因此传热速度快，蒸馏分离速 度也快，蒸留周期较短，这就克服了真空蒸罐依靠传热性差的海绵 钛传热的缺点，因此该法生产周期短，生产能力大。但是这种方法 氮气用量大，产品有被氮气带入的氧、氮污染的可能性，实践证明 产品质量不如真空蒸留的好，可把该法的产品与酸浸法的产品归 为一个类型。

8.6.9不论是一段或两段钠还原法，生成海绵钛和氮化钠后，

种工艺是从纤维状海绵钛中压出氯化钠，然后再冷却。另一种工

种工艺是从纤维状海绵钛中压出氯化钢，然后再冷却。另一种工

从还原器中碎裂出来，经破碎后，用0.5%~1.5%盐酸水溶液浸 出氯化钠（NaCI）和残余钠（Na）GB／T 38176-2019 建筑施工机械与设备 钢筋加工机械 安全要求，然后用水洗涤干净，再进行真空 干燥得到海绵钛产品： 钠还原酸浸法海绵钛产品氧（O）、氮（N）、铁（Fe）等杂质含量 比镁还原真空留法低，机械性能良好，但产品粒度小，粉未多，氯 离子含量高。

8.6.10非联合法是还原和蒸馏分别进行。还原结束后需要冷却

留设备一次装好，还原结束后立即转入蒸留。这种方法是日前世 界比较先进的一种工艺，可大大节药能量，缩短生产周期，简化操 作，同时避免了还原产物与大气接触，从而提高了产品质量，减少 了设备占地面积，节省了投资。 联合法目前有两种形式，一种是串联式，另一种是并联式。

8.6.36反应器在第一次使用时必须对其内部进行酸洗、水洗洁

8.6.36反应器在第一次使用时必须对其内部进行酸洗、水洗洁

剥离层厚度一般是根据海绵钛的外观质量来决定，通常剥到 肉眼看去为浅灰色海绵钛金属为止 8.7.3废品海绵钛是指经检验粒度和质量不符合要求的海绵钛 一股是钛坨顶部表皮，底部发黑部分，接触罐壁的皮层部分，深赔 发黑的、疏松轻脆的、明显氧化成各种颜色的海绵钛。 8.7.4成品海绵钛也称商品海绵钛DBJ43／T 002-2010 预拌砂浆生产与应用技术规程.pdf，是经检验质量标符合规定 的产品。成品海绵钛按其化学成分和物理性能不同划分出等级。 各个海绵钛生产国都有自己的海绵钛质量标准。

8.7.4成品海绵钛也称商品海绵钛，是经检验质量标符合规定 的产品。成品海绵钛按其化学成分和物理性能不同划分出等级。 各个海绵钛生产国都有自己的海绵钛质量标准。

8.7.15海绵钛具有较强的活性，长期暴露在空气中将与氮气、氧 气和氢气反应从而降低海绵钛的品质。海绵钛包装一般采用塑料 包装袋和镀锌桶，计量后需要将包装桶内的空气抽尽后充人氩气 进行保护